한빛사 인터뷰
- 등록2023-07-04
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
양액재배란 토양이 아닌 고형 배지에 양액을 공급하여 작물을 재배하는 방식으로, 양액의 재사용 여부에 따라 비순환식과 순환식으로 구분할 수 있습니다. 비순환식 양액재배는 양액을 재사용하지 않는 방식으로, 다량의 질소와 인이 포함된 폐양액이 인근 하천으로 방출되어 부영양화와 같은 환경오염을 유발할 가능성이 있습니다. 반면, 순환식은 사용한 양액을 소독 및 살균의 과정을 거친 후 부족한 양수분만을 보충하여 재사용하는 방식으로 폐양액의 발생을 최소화할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 높은 운영비 및 국내 실정에 적합하지 않은 시스템 등의 한계로 인해 국내에서는 순환식 시스템의 도입이 5% 미만에 불과합니다.
최근에는, 순환식 양액재배 시스템에서 양액을 재사용하는 과정에서 자가독성물질이 축적되어 작물 생장 및 수확량을 저하시키는 문제가 우려되고 있습니다. 자가독성물질은 한 식물종이 주변 환경으로부터 자신을 보호하고자 방출하는 물질이 동일한 식물종의 발아, 생장 및 발달을 억제하고 지연시키는 물질입니다. 자가독성물질은 침출, 분해, 기화 및 뿌리 삼출 등 다양한 경로를 통해 식물 외부로 방출될 수 있으나, 양액재배시설에서는 뿌리 삼출이 자가독성물질을 양액으로 방출하여 자가독성을 유발하는 가장 보편적인 원인입니다. 자가독성물질은 고농도로 방출되지는 않지만, 양액을 순환하여 재사용하는 동안 제거되지 않아 작물의 스트레스 환경을 조성하고 독성물질에 노출된 작물은 스트레스에 대한 방어기제로서 자가독성물질을 재생산하여 양액 내의 자가독성물질 농도 증가 및 축적을 유발하게 됩니다.
따라서 양액을 재사용하기 위해서는 자가독성물질을 제거하기 위한 공정이 필수적이기 때문에 본 연구에서는 고도산화공정의 일종인 O3/H2O2를 적용하여 자가독성물질을 제거하고자 하였고, 그에 따른 독성이 완화되었는지를 확인하고자 식물 독성 평가를 진행하였습니다. 본 연구를 통해 O3/H2O2 처리를 통해 양액 내의 자가독성물질의 제거 가능성을 확인하였으며, 자가독성 완화 효과를 입증하였습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 현재 동국대학교 바이오환경과학과 환경미생물응용연구실(Environmental Microbial Engineering Lab, EMEL)에서 조시경 교수님 지도 하에 연구를 수행하고 있습니다. EMEL에서는 크게 생물학적 환경공정을 이용한 유기성 폐기물 처리, 하폐수 처리, 분자생물학적 미생물 분석에 대한 연구를 수행하고 있습니다.
유기성 폐기물 처리는 가축분뇨, 하수슬러지, 음식물류 폐기물 등을 대상으로 하여 혐기성 소화를 통해 메탄 및 수소로 바이오가스화하는 연구를 주로 수행하고 있으며, 하수슬러지의 고형연료화(Solid refuse fuel, SRF), 농가 유래 폐작물 자원화 등의 연구도 함께 수행하고 있습니다.
하폐수 처리 분야에서는 점오염원을 통해 하천으로 방류되는 미세플라스틱 매개 항생제 내성 유전자 제거를 위한 화학적 처리 및 미세플라스틱의 광화학적 풍화 모사를 연구하고 있습니다. 또한, 양액재배시설에서 발생하는 폐양액을 재사용하기 위해 고도산화공정을 적용하여 폐양액에 포함된 자가독성물질을 제거하고, 그에 따른 식물 독성 영향을 평가하는 연구를 수행하고 있습니다.
분자미생물학적 미생물 분석은 혐기성 소화조 내 메탄생성균의 functional gene에 대한 발현량을 분석하고 있으며, 가축분뇨 및 폐수의 혐기성 소화 처리에 따른 항생제 내성균(Antibiotic resistance bacteria, ARB) 및 ARGs의 확산 방지를 위한 처리 방안에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 또한 수계에 존재하는 ARGs를 분석하고 ARGs의 전파 및 확산 메커니즘을 연구하고 있습니다.
연구실 홈페이지 (https://sites.google.com/view/dguemel/%ED%99%88?authuser=0)에 방문하시면 EMEL에서 수행하고 있는 연구 주제 및 내용을 확인할 수 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
대학원을 입학한 초기에는 실험 설계부터 실험 진행까지 실수없이 한 번에 끝내야 한다는 생각을 가지고 연구 활동을 시작했었습니다. 그러나 계획했던 대로 실험이 이루어지지 않고 실패하는 것을 여러 번 경험하고 나니, 체계적으로 실험을 설계하는 것도 중요하지만 한 번에 모든 것을 완벽하게 끝내려고 하기보단 실패에 대한 두려움을 버리고 연구에 임하는 자세가 더욱 중요하다는 생각을 하게 되었습니다. ‘안되면 어떡하지?’라는 걱정이 앞서서 실험 설계 단계에서만 머무르는 것이 아닌 ‘안되더라도 일단 해보자’라는 생각으로 실험을 수행하고, 실패했을 때는 원인을 파악하여 보완하는 방향으로 연구 자세가 변화하고 있습니다. 그 결과 석사과정 중에 논문 투고라는 좋은 연구 성과를 거둘 수 있었고, 새로운 연구를 수행하고 싶다는 동기 부여가 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 올해 8월 석사학위 취득 예정에 있어, 대학원 석사과정 진학을 목표로 하는 후배들에게 대학원에서 해보고 싶은 연구가 있고 대학원 진학을 할 수 있는 여건이라면 도전해보라고 말씀드리고 싶습니다. 저도 대학원 진학에 있어 적성에 맞을지, 잘할 수 있을지에 대한 고민을 했었고, 입학 후에도 계속 고민했었습니다. 그러나 선택한 것에 대한 후회는 없고, 오히려 대학원에 진학하길 잘했다는 생각을 하게 되었습니다. 대학원은 하고자 하는 연구가 무엇인지, 실험 설계, 진행, 결과 도출 등 전반적인 연구 활동에 대해 혼자 스스로 탐색하고 공부해야 하는 것은 맞지만, 연구와 관련하여 지도교수님을 비롯하여 연구실 사람들, 다양한 연구자분들과 함께 논의하면서 서로 다른 관점에서, 각자가 가진 지식을 공유함으로써 혼자서 생각지도 못했던 곳에서 해결점을 찾기도 하고, 새로운 연구 방향을 세우는 데 도움이 되었습니다. 뿐만 아니라 학문적으로도, 정신적으로도 많이 배웠고, 많은 도움을 받으면서 성장할 수 있었습니다. 또한 본인 스스로가 하는 연구에 대해 흥미를 가지고, 하고자 하는 의지만 있다면 연구 활동이 힘들더라도 좋은 결과를 거둘 수 있을 것이라고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이전에 연구를 하면서 실패했던 원인들을 파악했고, 어떻게 하면 해결할 수 있을지 방법을 찾고 나니 연구에 대한 아쉬움이 남아서 박사학위까지 취득할 계획입니다. 현재 진행했던 폐양액 내 자가독성물질 제거 및 식물독성평가에 대한 연구를 꾸준히 진행하고 싶고, 나아가 하수 재이용 및 농업 분야 자체에서의 물 재이용과 같은 농업 분야의 물 이용을 위한 처리 방안에 대한 연구를 수행하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
대학원 진학부터 실험 진행 및 결과 도출 등 연구에 있어 걱정을 많이 했는데, 항상 잘하고 있다고 응원해주시는 조시경 교수님께 감사하다는 말씀드리고 싶습니다. 아무것도 모르는 대학원생을 실험이나 논문 작성에 있어 많은 조언을 해주고 도움을 주신 변지희 박사님과 이용구 박사님께도 감사하다는 말씀을 드리고 싶습니다. 또한 매번 물어보는 데도 잘 알려주고, 같이 고민해주는 EMEL 구성원들에게도 고맙다는 말을 전하고 싶습니다.
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